作为射频前端的主要部件连天線是哪里到哪里一直起着信号收发的关键作用。随着5G技术的逐步成熟使得手机端频段也日益增多，连天线是哪里到哪里的数量也将随之增加这也导致了当下众多连天线是哪里到哪里技术厂商需要直面更多更大的技术挑战，但与此同时相关的市场也爆发出巨大的增长潜仂。

3月28日在华强电子网主办的“第四届智能硬件创新创业互动论坛-5G射频前端技术及应用”论坛上，多位业内人士都针对“5G对连天线是哪裏到哪里技术及其市场究竟有哪些影响”这一火热话题发表了自己的看法

Qorvo现场应用工程师经理Will认为：“5G对于连天线是哪里到哪里设计是┅个巨大的挑战，因为新频段的增加会带来连天线是哪里到哪里的增多根据我们的估算了，正常的5G手机将会包含11根连天线是哪里到哪里5G NR会做4x4 MIMO，因此会有4根连天线是哪里到哪里LTE也会有4根连天线是哪里到哪里，同时Wi-Fi中需要做2x2 MIMO这又会需要两根连天线是哪里到哪里，再加上GPS L5連天线是哪里到哪里总共11根。”

4G架构基础上5G需要添加更多模块（架构示意图）

如此多的连天线是哪里到哪里配置究竟要如何集成入手機是一项非常大的挑战。因此要么小型化，要么只能进行精简Will表示：“Qorvo可以提供一个Antenna plexers的解决方案，将不同的频段集中在一个连天线是哪里到哪里上这样可以把连天线是哪里到哪里做得更宽一些，但可以减少连天线是哪里到哪里的设计数量这可能会成为未来5G的主流技術。”

但连天线是哪里到哪里数量增多的同时手机内部的空间并不会增加，这也就产生了一个新的矛盾即如何在有限的空间中设计出┅个符合要求或很好符合用户体验的连天线是哪里到哪里。在过去的LTE设计中许多射频工程师会较少地考虑到双发射技术，但在5G这种情况丅双发射技术将成为必须。

Will认为：“5G NSA中必须要求有双发射技术。这是由于LTE与5G在发射部分需要一起工作可能带来一些电流干扰以及电磁方面的问题。当然Qorvo也有相应的解决方案，能够应对这种情况”

从目前的现状来看，5G连天线是哪里到哪里设计还存在着诸多的技术端挑战5G频段的增加，连天线是哪里到哪里数量将不可避免的增多与之相对应的是手机内部空间并未发生改变，因此要在有限的空间中放叺如此多的连天线是哪里到哪里对于设计而言难度巨大

据悉，目前主流的方案基本是采用Massive MIMO或者精简连天线是哪里到哪里数量而Massive MIMO方案其實只是将连天线是哪里到哪里缩小，并没有在数量上进行减少而如Qorvo一般的精简连天线是哪里到哪里数量方案，能够以较少的连天线是哪裏到哪里达到相同的效果同时由于连天线是哪里到哪里数量的减少，成本上将具有更多优势

当然，连天线是哪里到哪里的增多不止带來设计上的困难对测试端也将造成比较大的影响。3G、4G时代信号的组合并不会太多，但在5G时由于频段的增加，特别是在LTE、NR甚至毫米波Φ信号的组合将会呈指数级上升，并且还要考虑不同频段信号互相干扰的问题这对测试而言极具挑战，尤其是测试时间上将会变得非常长。

对于5G连天线是哪里到哪里美国国家仪器半导体事业发展部经理牛学文表示：“从目前的情况来看，在毫米波芯片架构选择上都會存在相控阵晶片而相控阵连天线是哪里到哪里晶片中的毫米波通道将会有16个，这意味着在连天线是哪里到哪里阵列中将有16根连天线是哪里到哪里共存因此如果要测试仪器，则需要拥有16个毫米波通道这在测试成本上是一个极大的增长。”

5G毫米波测试的八大挑战

除此之外5G连天线是哪里到哪里中还有一个特点，那便是指向性连天线是哪里到哪里即波速成形，如何对这些指向性连天线是哪里到哪里进行測试牛学文认为：“目前针对指向性如何在OTA的环境中被测试，我们的方案是要么旋转待测物要么旋转连天线是哪里到哪里。当然这种方式在实验室中进行测试是比较容易的但难点在于如何在量产后对成千上万个连天线是哪里到哪里进行一致性测试，目前行业还没有一個确切的方案”

5G连天线是哪里到哪里的测试显然还有许多的难点还需要解决，同时针对5G所额外多出的测试内容归结到最后都要在成本仩得以体现。以Phase Array测试为例如果要测试所有方向及增益，这需要对应到每个频率点及每根连天线是哪里到哪里假设有8种增益组合，相位變化也有8种其中还有16根连天线是哪里到哪里，再加上不同的频率点最后测试项目算下来将达到上千种，这将对测试速度的影响非常严偅

高测试时长促测试设备需求量增长

当然，5G连天线是哪里到哪里不止带来技术上的挑战它还有着巨大的市场增长空间。牛学文认为：“由于毫米波穿透力较弱在用户手握手机时会干扰到毫米波信号，因此在未来设计时至少在手机中的四个角落都必须要有连天线是哪裏到哪里阵列，因此我们预估连天线是哪里到哪里阵列的数量将会比transceiver多2~4倍并且，由于之前提及的测试时长的缘故我们预计时长需要1000台測试设备，而这是一个新的独立市场”

无疑，5G连天线是哪里到哪里设计的复杂性已经远超过往所有通信技术随着频段升高，需要的连忝线是哪里到哪里数量增多对于如何在同等空间内摆放更多连天线是哪里到哪里以及保证连天线是哪里到哪里优良性能，成为厂商的一夶挑战并且在手机测试中，也还需要考虑到双发射技术而在测试环节，同样伴随着连天线是哪里到哪里数量增多对测试的要求将会呈指数级上升这也会极大的延长测试时间。当然这些难点也将成为厂商们新的盈利点，因为随着5G技术的逐步落地未来连天线是哪里到哪里市场必将呈现急速的增长。

“连天线是哪里到哪里越多覆盖樾广连天线是哪里到哪里越多信号越强，总之连天线是哪里到哪里越多的无线路由器就越好”

——觉得很“常识”的朋友可以继续往丅看正文了，觉得这种话题弱爆了、小编是那个什么的估计也不会点进来还是那句话，我们的干货帖大多数是为了扫盲欢迎各位大神補充、指正……

首先，大家也应该注意到了老一代无线路由器的连天线是哪里到哪里肯定不会超过一根。这里的“老一代”指的是802.11n协议鉯前的802.11a/b/g路由老的54M产品就只有一根连天线是哪里到哪里。

这样的话802.11n显然成了一条分水岭，也是从那时开始连天线是哪里到哪里不再只有孤零零的一根（1T1R的150M是个例外）

这里我们就要提到一项802.11n协议之后才得到具体应用的多连天线是哪里到哪里技术，也是无线通信领域一项非瑺重要的技术——MIMO（Multiple-Input Multiple-Output多入多出）。

先来看个例子有人说，为什么我买了一个最新款的3连天线是哪里到哪里、支持802.11ac协议的无线路由器結果信号强度、覆盖范围甚至连速度都没上去呢？连天线是哪里到哪里不够

告诉你，300根也没用检查一下你用的接受终端支不支持802.11ac协议吧。

比如你用的iPhone 3这手机可只支持11a/b/g连802.11n都谈不上，那么即便是你给这货拆了加几根连天线是哪里到哪里也没用怎么解决？加装AC网卡或者换終端总之别再跟连天线是哪里到哪里上较劲。

为什么这样说首先，Wi-Fi应用的环境是室内我们常用的802.11系列协议也是针对这种条件来建立嘚。

由于发射端到接收端之间存在各种各样的障碍物收发时几乎不存在直射信号的可能。那怎么办我们管这个办法叫做多径传输，也叫多径效应

多径，从字面上也很好理解就是增加传输途径。

那么问题来了既然是多径，传输的路程就有长有短有的可能是从桌子反射过来的，有的可能是穿墙的这些携带相同信息但是拥有不同相位的信号辗转最终一起汇集到接收端上。

现代通信用的是存储转发的汾组交换也叫包交换，传输的是码（Symbol）由于障碍产生不同的传输时延，就造成了码间干扰ISI（Inter Symbol Interference）为了避免ISI，通信的带宽就必须小于可嫆忍时延的倒数

在IEEE802.11协议中我们可以看到，这个值最大范围是35m这是协议中还有误码重传等各种手段保证通信，并不是说有一点ISI就完全不能工作

这样的话你会发现，对于802.11a/b/g协议即使加装再多的连天线是哪里到哪里也没有任何意义。假设这些连天线是哪里到哪里可以同时工莋反而会使多径效应更加恶劣。

后面的大家看不进去也没有关系总之，无线路由器的发射范围是这个IEEE802.11协议决定的而非单纯的看连天線是哪里到哪里。

说了这么多单连天线是哪里到哪里路由、双连天线是哪里到哪里路由、三线四线甚至更多究竟有没有区别？

有但对於实际使用过程中的影响并不大，这包括信号覆盖、信号强度连天线是哪里到哪里多速度快就更是无稽之谈了。

抛开已经很少见的单连忝线是哪里到哪里剩下的“多连天线是哪里到哪里”都只是实现MIMO技术的“介质”或者说是“工具”，区别在于使用的架构不同而已：常見的双连天线是哪里到哪里产品主要用1T2R或2T2R三连天线是哪里到哪里产品则用到的是2T3R或3T3R。

理论上增加连天线是哪里到哪里数量会减少信号覆盖盲点，但我们通过大量的评测证实这种差异在普通家庭环境中完全可以忽略不计，而且就像内置连天线是哪里到哪里不输外置一樣，三连天线是哪里到哪里覆盖不如双连天线是哪里到哪里的情况也绝非个例说到底产品质量也是一个重要因素。

至于信号强度和“穿牆”则取决于发射功率这个东西工信部作过规定，不得高于20dBm（即100mW）“连天线是哪里到哪里越多信号越强”也就不攻自破了。

最后的结論就是只要路由采用了有效的MIMO技术，无须在意连天线是哪里到哪里数量

接下来我们会进一步深入了解MIMO技术的神奇，内容可能有些生涩有兴趣的可以再看一下。

搜各种百科资料IEEE802.11词条我们可以读到，从802.11n开始数据传输速率或者说承载的数据量有了很大的提升。

首先802.11n有叻40MHz模式，然而按照之前的理论它的发射范围应该因此降低一半才对，但事实上数据反而提升了一倍（70m）这又是怎么一回事？

这就要得益于MIMO技术了刚才我们讨论的种种手段都是为了对抗恶劣的多径环境，但是多径有没有好的一面呢

事实上，MIMO也是基于多径的我们称之為空间多样性。多连天线是哪里到哪里的应用有很多种技术手段这里简单介绍两种：波束成型（Beamforming）和时空分组码（主要介绍Alamouti's code）。

这两种技术的优点是不需要多个接收连天线是哪里到哪里尤其是Alamouti码，连信道信息都不用只用数学运算就可以利用两根连天线是哪里到哪里实現3dB的增益，很赞对吧

而不需要多个接收连天线是哪里到哪里的优点在于并不是所有设备都能装上多连天线是哪里到哪里。为了避免旁瓣輻射（连天线是哪里到哪里方向图上最大辐射波束叫做主瓣，主瓣旁边的小波束叫做旁瓣）满足空间上的采样定理，一般以发送信号の一半波长作为实体的连天线是哪里到哪里间距

所以，我们看到的路由器上连天线是哪里到哪里的距离大多如此也正是因此，我们很難在手机上安装多个连天线是哪里到哪里

借由多根连天线是哪里到哪里产生一个具有指向性的波束，将能量集中在想要传输的方向增加信号传输品质，并减少与其他用户间的干扰

我们可以简单笼统地这样理解连天线是哪里到哪里的指向性：假设全指向性连天线是哪里箌哪里功率为1，范围只有180度的指向性连天线是哪里到哪里功率可以达到2于是我们可以用4根90度的连天线是哪里到哪里在理论上提高4倍的功率。

波束成型的另外一种模式是通过信道估算接收端的方位然后有指向性的针对该点发射，提高发射功率（类似于聚光的手电筒范围樾小，光越亮）智能连天线是哪里到哪里技术的前身就是波束成型。

在多连天线是哪里到哪里上的不同时刻发送不同信息来提高数据可靠性Alamouti码是空时分组码里最简单的一种。

为了传输d1d2两个码在两根连天线是哪里到哪里1,2上分别发送d1,-d2*和d2,d1*。由于多径我们假设两根连天线是哪里到哪里的信道分别为h1h2，于是第一时刻接收端收到的信息r1=d1h1+d2h2之后接收的信息r2=-d2*h1+d1*h2。接收到的这个2维方阵只要乘以信道就可得到d1d2的信息了。

看不懂没关系总之呢就是Alamouti找到一组正交的码率为2×2矩阵，用这种方式在两根连天线是哪里到哪里上发射可以互不影响；可以用一根连天線是哪里到哪里接收经过数学运算以后得到发射信息的方法。

其他的MIMO呢在概念上可能比较好理解，比如2个发射连天线是哪里到哪里t1t2分別对两个接收连天线是哪里到哪里r1r2发射那么相当于两拨人同时干活，速度提升2倍等等但是实际实现起来一方面在硬件上需要多个接收連天线是哪里到哪里，另一方面需要信道估计等通信算法那都是非常复杂，并且耗时耗硬件的计算了

上面两种技术实际上是MISO（Multiple-Input Single-Output）的方法，也是想从另外一个方面证明连天线是哪里到哪里多了不代表他们能一起干活。

100年前人们就知道连天线是哪里到哪里越多越好越大越恏了但是天才的Alamouti码1998年才被提出来，多连天线是哪里到哪里技术的802.11n协议2009年才开始应用

20年前，人们用OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing即正交频分复用，多载波调制的┅种技术）对抗由于城市间或室内障碍太多造成的多径衰落而如今我们已经开始利用多径来提高通信质量。这是技术上突飞猛进的发展而不是简单的“想当然”就可以实现的。

MIMO本身就是一个时变的、不平稳的多入多出系统关于MIMO的研究是一个世界性课题，留下的疑问还囿很多同样的问题学术上甚至也会出现不同的说法。

不过对于一般消费者大可不必深究，认清了开头第一页我们讲的“误区”知道蕗由连天线是哪里到哪里是个“工具”，普通家庭双连天线是哪里到哪里足以选购时看清产品规格，不要被商家误导